[发明专利]用于构建标准化核酸文库的方法和系统

说明书

本公开内容总体涉及适用于构建核酸样品，包括构建标准化核酸文库的核酸扩增系统和方法。在一些实施方案中，该方法包括提供一个或更多个输入核酸样品，使输入核酸样品(例如，输入文库)的每一个与包括第一扩增或标准化引物和第二扩增或标准化引物的反应混合物接触，其中第一扩增或标准化引物被固定在固体支持物上并且第二扩增或标准化引物处于溶液相中，并且在使得基本上所有的第一扩增或标准化引物被掺入扩增产物中的条件下扩增输入核酸样品。还提供经配置以执行本文公开的方法的系统和液滴致动器装置。还提供了根据公开的方法和系统制备的包含核酸样品和文库、优选地标准化的文库的组合物。

相关申请

本申请要求于2016年4月7日提交的美国临时专利申请系列第62/319,746号和于2016年6月10日提交的美国临时专利申请系列第62/348,766号的优先权，所述临时专利申请的每一个通过引用以其整体明确并入本文。

领域

本公开内容总体涉及核酸文库的生产和标准化领域，并且具体地涉及用于制备适用于各种下游分析应用，诸如核酸测序，特别是下一代测序的标准化核酸文库的装置、系统和方法。

背景

本部分中描述的材料不通过包含在本部分中而被承认为现有技术。

作为惯例，将用于制备用于下游分析的核酸文库的生物样品是根据规范化的测定方案进行同样地处理，而不考虑每个样品的定制程序的。重要的质量控制(QC)测量为核酸文库的核酸浓度，因为许多现代核酸分析技术的性能取决于输入核酸的核酸浓度。由于此类下游分析通常使用昂贵的试剂并且引发显著的执行成本，因此在假定样品制备本质上不适合所需应用的情况下，简单地丢弃不满足核酸浓度要求和/或其他QC测量的样品。

例如，在下一代测序(NGS)应用，也称为高通量测序中，制备具有基本上均匀的DNA摩尔浓度的核酸文库通常为期望的，但在逻辑上具有挑战性。该问题经常出现在由多个异质生物样品构建的核酸文库的制备中，特别是当期望的源生物样品不成比例地代表性不足时。当靶核酸分子相比于甚至衍生自相同生物样品的其他核酸，为相对稀少和/或更不稳定的核酸种类时，还会出现该问题。

概述

本节提供本公开内容的总体概述，并且未全面涵盖其全部范围或其特征中的所有。

本公开内容总体涉及用于扩增和/或标准化核酸的系统和方法，该系统和方法可对单个核酸样品或文库执行，以便产生具有定制摩尔浓度的靶核酸分子的核酸文库的主库(master pool)。在一些实施方案中，所公开的方法允许产生跨多个核酸文库具有基本均匀浓度的核酸文库。在一些实施方案中，所公开的系统和方法允许使用数字流体，例如，微流体程序在液滴致动器上制备靶向的扩增子样品或文库。

如本文所述的液滴致动器通常包括经配置以形成用于进行液滴操作的表面或间隙的一个或更多个基底。该一个或更多个基底建立用于进行液滴操作的液滴操作表面或间隙，并且还可包括布置成进行液滴操作的电极。液滴操作基底或基底之间的间隙可涂覆或填充有与形成液滴的液体不混溶的填料流体。

液滴致动器用于其中需要精确和准确地处理少量液体样品和试剂以用于获得可靠的分析结果的各种应用。例如，液滴致动器用于进行各种分子方案，诸如核酸的扩增(例如，聚合酶链式反应(PCR))。在一个示例性应用中，PCR技术用于制备靶向扩增子样品或用于测序的文库。已经开发工作台上方案(例如，基于板的方案)，用于制备靶向扩增子样品或文库。然而，工作台上方案通常涉及多个劳动和时间密集的步骤(例如，移液、试剂制备等)和相对大的样品输入量。此外，序列数据的质量和后续数据分析取决于扩增子样品或文库构建的质量。因此，需要一种用于构建核酸样品或文库的灵活的自动化平台，该自动化平台从相对较低的DNA输入提供跨多个样品和/或文库的高产量、均匀性和特异性，同时减少试剂消耗，并且允许用户对一系列多重操作上操作。